专利名称：基于jtag的硬件故障注入系统及故障注入方法
技术领域：
本发明涉及一种硬件故障注入系统和故障注入方法。
背景技术：
故障注入是进行产品测试和系统验证的重要技术手段，通过有意识的向系统注入故障来加速测试过程。硬件故障注入一般都为管脚级的故障注入，通过改变管脚的电流或电压来达到向系统注入故障，具有时间精度高，易于控制等优点。目前市场上缺乏能够有效支持多种协议多种芯片的故障注入器。
发明内容
本发明的目的是解决目前的故障注入器及故障注入方法中不能有效支持多种协议、多种芯片的问题，提供了一种基于JTAG的硬件故障注入系统及故障注入方法。
基于JTAG的硬件故障注入系统，它包括宿主计算机、USB接口模块、协议转换模块和硬件故障注入模块，所述宿主计算机通过USB接口模块和协议转换模块连接，所述协议转换模块的ITP端口与硬件故障注入模块连接。 基于JTAG的故障注入方法，它利用基于JTAG的硬件故障注入系统实现，所述基于JTAG的硬件故障注入系统包括宿主计算机、USB接口模块、协议转换模块和硬件故障注入模块，所述宿主计算机通过USB接口模块和协议转换模块连接，所述协议转换模块的ITP端口与硬件故障注入模块连接，且宿主计算机内嵌入有用于生成待注入的故障数据及协议转换控制数据的应用层软件模块； 基于JTAG的故障注入方法，它的具体过程为 步骤一、宿主计算机中嵌有的应用层软件模块生成待注入的故障数据以及协议转
换控制数据，并按照协议解析及转换顺序对所述待注入的故障数据以及协议转换控制数据
进行组合，然后将组合后的数据通过USB接口模块发送至协议转换模块； 步骤二、协议转换模块对组合后的数据进行USB缓冲及USB协议解析，然后对USB
协议解析后得到的数据进行ITP协议打包，再将打包后的数据输出给硬件故障注入模块； 步骤三、硬件故障注入模块对接收到的数据进行ITP协议解析后获得JTAG故障数
据及命令数据，根据所述命令数据将JTAG故障数据从JTAG端口注入目标芯片。 本发明的故障注入器及进行故障注入的方法，具有支持多种协议及多种芯片的优点。
图1为具体实施方式
一的硬件故障注入系统的结构示意图；图2为
具体实施例方式
二的硬件故障注入系统的结构示意图；图3是具体实施方式
三的硬件故障注入系统的结构示意图；图4是具体实施方式
四的硬件故障注入系统的电路原理框图；图5是具体实施方式
五的故障注入方法的流程图；图6是具体实施方式
六中步骤二的流程图。
具体实施例方式
具体实施方式
一 结合图1说明本实施方式，本实施方式的基于JTAG的硬件故障注入系统，它包括宿主计算机1、USB接口模块2、协议转换模块3和硬件故障注入模块4，所述宿主计算机1通过USB接口模块2和协议转换模块3连接，所述协议转换模块3的ITP端口与硬件故障注入模块4连接。 宿主计算机1内嵌入有用于生成待注入的故障数据及协议转换控制数据的应用层软件模块。 协议转换模块3，用于对从USB接口模块2接收的全部数据进行协议解析，并对解析后的数据进行ITP协议打包后，从ITP端口输出至硬件故障注入模块4实现故障注入。
本实施方式中的协议转换模块可以采用CPLD芯片实现。 硬件故障注入模块4，用于对接收到的数据进行ITP协议解析后获得JTAG故障数
据及命令数据，并用于根据所述命令数据将JTAG故障数据从JTAG端口输出。 所述的协议转换控制数据包括协议转换模块与ITP端口通信控制数据、ITP协议
控制数据和标准JTAG协议控制数据。所述协议转换控制数据，用于提示协议转换模块3及
硬件故障注入模块4对数据进行相应处理的命令型数据，它是控制型数据。 USB接口模块2，用于实现宿主计算机1应用层软件模块与协议转换模块3之间的
数据传输；协议转换模块3，用于实现USB协议与ITP协议之间的转换；硬件故障注入模块
4，用于ITP协议下的JTAG数据传输。 目标芯片为奔腾IV处理器芯片。由于故障注入是在目标芯片处于运行状态下进行的，故在常用主板的基础上将目标芯片管脚线外连，采用硬件实现了运行及调试模块，用于ITP协议下的JTAG数据输入。故障注入数据包括4类协议转换模块与ITP端口通信控制数据、ITP协议控制数据、标准JTAG协议控制数据以及基于管脚级的JTAG故障注入数据。其中，协议转换模块与ITP端口通信控制数据，用于对从USB缓冲芯片中输入的8位并行数据进行控制，串行发送到ITP端口 ；ITP协议控制数据，用于向目标芯片JTAG调试端传达控制JTAG端口执行或中断的命令；标准JTAG协议控制数据，用于向JTAG调试接口发送命令，控制JTAG数据的传输；基于管脚级的JTAG故障注入数据，在JTAG命令控制下输入硬件芯片管脚内。 硬件故障注入模块4，包括与协议转换模块连接的ITP接口以及分别位于电路板正面和背面的CPU底座，正面底座插入CPU,通过电路将管脚连接到背面底座，背面底座通过插针插入通用主板的CPU插座中。 其中，ITP为In-Target Probe的縮写简称；JTAG为Joint Test Action Group的縮写简称。 本实施方式中，ITP协议还可以为本领域其他基于JTAG的调试协议，因此本实施方式的故障注入器可支持多种协议及多种芯片。 本发明通过宿主计算机端软件参数设置及在协议转换模块中通过可编程逻辑进行协议转换，实现了一个通用灵活的管脚级故障注入器。
具体实施方式
二 结合图2说明本实施方式，与实施方式一不同的是，本实施方式的协议转换模块3由晶振31、第一芯片32、第二芯片33和ITP接口单元34组成；
4
所述晶振31的时钟信号输出端连接第一芯片32的时钟信号输入端，所述第一芯片32的USB数据串行端口与USB接口模块2的USB数据串行端口连接，第一芯片32的并行数据端口与第二芯片33的并行数据端口连接，第二芯片33通过ITP接口单元34与硬件故障注入模块4连接。 所述晶振31，用于提供参考时钟；第一芯片32，用于完成对USB数据的缓冲和协议解析；第二芯片33，用于对USB协议解析后得到的数据进行ITP协议打包，并将打包后的数据输出给硬件故障注入模块4。 本实施方式中的第一芯片32为USB协议解释芯片。 本实施方式中的第二芯片33为可编成逻辑芯片，可以选用CPLD芯片。
具体实施方式
三结合图3说明本实施方式，与实施方式二不同的是，本实施方式
还包括JTAG下载接口模块5，所述JTAG下载接口模块5的数据输入/输出端口与协议转换
模块3的JTAG数据下载端口连接。
具体实施方式
四结合图4说明本实施方式，本实施方式为实施方式三的一个具体实施例，本实施例还包括复位电路6 。 本实施方式还包括电源，所述电源用于为各电路提供工作电源。本实施方式中，第一芯片32选用FT245R芯片，第二芯片33选用EPM240型CPLD。
具体实施方式
五结合图5说明本实施方式，本实施方式的基于JTAG的故障注入方法，它利用基于JTAG的硬件故障注入系统实现，所述基于JTAG的硬件故障注入系统包括宿主计算机1、 USB接口模块2、协议转换模块3和硬件故障注入模块4，所述宿主计算机1通过USB接口模块2和协议转换模块3连接，所述协议转换模块3的ITP端口与硬件故障注入模块4连接，且宿主计算机1内嵌入有用于生成待注入的故障数据及协议转换控制数据的应用层软件模块； 基于JTAG的故障注入方法，它的具体过程为 步骤一、宿主计算机1中嵌有的应用层软件模块生成待注入的故障数据以及协议
转换控制数据，并按照协议解析及转换顺序对所述待注入的故障数据以及协议转换控制数
据进行组合，然后将组合后的数据通过USB接口模块2发送至协议转换模块3 ; 步骤二、协议转换模块3对组合后的数据进行USB缓冲及USB协议解析，然后对
USB协议解析后得到的数据进行ITP协议打包，再将打包后的数据输出给硬件故障注入模
块4; 步骤三、硬件故障注入模块4对接收到的数据进行ITP协议解析后获得JTAG故障
数据及命令数据，根据所述命令数据将JTAG故障数据从JTAG端口注入目标芯片。 所述目标芯片为奔腾IV处理器芯片。目标芯片中的调试模块对接收到的数据进
行ITP协议解析，再对ITP协议解析后的数据进行处理。目标芯片利用JTAG调试端口来控
制故障数据的注入及结果的回收，其中结果回收过程与以上过程相逆，最终由宿主计算机
端应用层软件模块1从USB接口模块2中读取故障注入结果数据，再进行分析处理。
具体实施方式
六结合图6说明本实施方式，本实施方式是对实施方式五的基于
JTAG的故障注入方法的进一步说明，所述协议转换模块3由晶振31、第一芯片32、第二芯片
33禾P ITP接口单元34 ; 步骤二所述内容的具体过程为
步骤二一、第一芯片32完成对所述组合后的数据的USB缓冲及USB协议解析，然后以字节为单位、以晶振31的时钟为节拍并以8位并行的方式，将USB协议解析后获得的数据发送至第二芯片33 ; 步骤二二、第二芯片33对接收到的数据进行ITP协议打包，并将打包后的数据通过ITP接口单元34发送给硬件故障注入模块4。 所述第一芯片32与第二芯片33之间的数据传输通过握手的方式实现。
具体实施方式
七本实施方式是对实施方式五或六的基于JTAG的故障注入方法的进一步说明，所述的协议转换控制数据包括协议转换模块3与ITP端口通信控制数据、ITP协议控制数据和标准JTAG协议控制数据。其中，协议转换模块3与ITP端口通信控制数据，用于对从USB缓冲芯片中输入的8位并行数据进行控制，串行发送到ITP端口 ；ITP协议控制数据，用于向目标芯片JTAG调试端传达控制JTAG端口执行或中断的命令；标准JTAG协议控制数据，用于向JTAG调试接口发送命令，控制JTAG数据的传输。
权利要求
基于JTAG的硬件故障注入系统，其特征在于它包括宿主计算机(1)、USB接口模块(2)、协议转换模块(3)和硬件故障注入模块(4)，所述宿主计算机(1)通过USB接口模块(2)和协议转换模块(3)连接，所述协议转换模块(3)的ITP端口与硬件故障注入模块(4)连接。
2. 根据权利要求1所述的基于JTAG的硬件故障注入系统，其特征在于所述协议转换模块(3)由晶振(31)、第一芯片(32)、第二芯片(33)和ITP接口单元(34)组成；所述晶振(31)的时钟信号输出端连接第一芯片(32)的时钟信号输入端，所述第一芯片(32)的USB数据串行端口与USB接口模块(2)的USB数据串行端口连接，第一芯片(32)的并行数据端口与第二芯片(33)的并行数据端口连接，第二芯片(33)通过ITP接口单元(34)与硬件故障注入模块(4)连接。
3. 根据权利要求2所述的基于JTAG的硬件故障注入系统，其特征在于它还包括JTAG下载接口模块(5)，所述JTAG下载接口模块(5)的数据输入/输出端口与协议转换模块(3)的JTAG数据下载端口连接。
4. 基于JTAG的故障注入方法，其特征在于它利用基于JTAG的硬件故障注入系统实现，所述基于JTAG的硬件故障注入系统包括宿主计算机(1)、USB接口模块(2)、协议转换模块(3) 和硬件故障注入模块(4)，所述宿主计算机(1)通过USB接口模块(2)和协议转换模块(3) 连接，所述协议转换模块(3)的ITP端口与硬件故障注入模块(4)连接，且宿主计算机(1)内嵌入有用于生成待注入的故障数据及协议转换控制数据的应用层软件模块；基于JTAG的故障注入方法，它的具体过程为步骤一、宿主计算机(1)中嵌有的应用层软件模块生成待注入的故障数据以及协议转换控制数据，并按照协议解析及转换顺序对所述待注入的故障数据以及协议转换控制数据进行组合，然后将组合后的数据通过USB接口模块(2)发送至协议转换模块(3);步骤二、协议转换模块(3)对组合后的数据进行USB缓冲及USB协议解析，然后对USB协议解析后得到的数据进行ITP协议打包，再将打包后的数据输出给硬件故障注入模块(4) ;步骤三、硬件故障注入模块(4)对接收到的数据进行ITP协议解析后获得JTAG故障数据及命令数据，根据所述命令数据将JTAG故障数据从JTAG端口注入目标芯片。
5. 根据权利要求4所述的基于JTAG的故障注入方法，其特征在于，所述协议转换模块(3)由晶振(31)、第一芯片(32)、第二芯片(33)和ITP接口单元(34)组成;步骤二所述内容的具体过程为步骤二一、第一芯片(32)完成对所述组合后的数据的USB缓冲及USB协议解析，然后以字节为单位、以晶振(31)的时钟为节拍并以8位并行的方式，将USB协议解析后获得的数据发送至第二芯片(33);步骤二二、第二芯片(33)对接收到的数据进行ITP协议打包，并将打包后的数据通过ITP接口单元(34)发送给硬件故障注入模块(4)。
6. 根据权利要求4或5所述的基于JTAG的故障注入方法，其特征在于所述的协议转换控制数据包括协议转换模块(3)与ITP端口通信控制数据、ITP协议控制数据和标准JTAG协议控制数据。
全文摘要
基于JTAG的硬件故障注入系统及故障注入方法，它涉及一种硬件故障注入系统和故障注入方法，它解决了目前的故障注入器及故障注入方法中不能有效支持多种协议、多种芯片的问题。硬件故障注入系统，它包括宿主计算机、USB接口模块、协议转换模块和硬件故障注入模块。故障注入方法的过程为宿主计算机中的应用层软件模块生成待注入的故障数据及协议转换控制数据，对其组合后通过USB接口模块发送至协议转换模块，协议转换模块对其进行USB缓冲及USB协议解析，再进行ITP协议打包，最后，硬件故障注入模块对其进行ITP协议解析后，将JTAG故障数据从JTAG端口注入目标芯片。本发明克服了已有技术的不足，可用于面向不同调试协议支持的不同芯片的故障注入技术领域。
文档编号G06F11/267GK101770417SQ201010300340
公开日2010年7月7日 申请日期2010年1月15日 优先权日2010年1月15日
发明者刘宏伟, 周海鹰, 左德承, 张展, 杨孝宗, 董剑, 钱军 申请人:哈尔滨工业大学